Рабочее колесо центробежного нагнетателя

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в центробежных компрессорных машинах. Рабочее колесо центробежного нагнетателя, включающего в себя следующие за колесом безлопаточный диффузор и боковую сборную камеру, содержит покрывающий диск, радиально расположенные лопатки, очерчиваемые одним радиусом. Колесо имеет осевой вход, углы выхода лопаток 30^o, относительную ширину на выходе 0,055-0,065, относительный входной диаметр по концам лопаток 0,5, углы наклона покрывающего диска 6-8^o и число лопаток 10-12. Межлопаточные каналы колеса выполнены с минимально допустимой их диффузорностью за счет обеспечения максимально допустимой ширины этих каналов на входе в колесо, что достигается использованием углов входа лопаток, равным 45^o. Изобретение направлено на повышение кпд колеса и нагнетателя в целом. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в центробежных компрессорных машинах.

Известные в практике стационарных компрессоров рабочие колеса имеют выходные углы наклона лопаток в диапазоне β₂ = 20-90°. Последовательное уменьшение выходных углов, начиная с 90^o, при использовании широко применяемых входных углов лопаток, равных β₁ = 29-33°, приводит к увеличению степени реактивности и кпд рабочих колес и ступеней в целом вплоть до использования выходных углов лопаток, равных β₂ = 30°. Дальнейшее уменьшение выходных углов не приводит к росту кпд колеса и ступени (В. Ф. Рис. Центробежные компрессорные машины. Машиностроение, 1981, с.161, 162).

В сочетании с использованием лопаток, очерчиваемых одним радиусом R_л оптимальной относительной ширины колес В₂/D₂ = 0,055-0,065 (В.Ф.Рис, с.151, 157), оптимальных углов наклона покрывающего диска γ = 6-8°, редкой решетки с числом лопаток колеса Z = 10-12, такие ступени при отмеченных выходных и входных углах наклона лопаток обеспечивают максимальный кпд нагнетателей 0,82-0,83. Использование таких ступеней при постановке лопаточных диффузоров обеспечивает максимальный политропический кпд 0,84-0,86.

Недостатком рассмотренных ступеней при использовании безлопаточного диффузора и боковой сборной камеры является крутизна характеристик кпд при их недостаточно высоких максимальных значениях.

Задачей изобретения является увеличение при заданных выходных углах лопаток максимальных значений кпд колес и нагнетателей в целом при одновременном увеличении пологости газодинамических характеристик при наиболее полной реализации возможностей, предоставляемых использованием безлопаточных диффузоров.

Указанный технический результат достигается тем, что в рабочем колесе центробежного нагнетателя, включающего в себя следующие за колесом безлопаточный диффузор и боковую сборную камеру, с радиальным расположением лопаток, очерчиваемых одним радиусом, покрывающим диском, осевым входом потока, углами выхода лопаток 30^o, относительной шириной на выходе 0,055-0,065, относительным входным диаметром по концам лопаток 0,5, углами наклона покрывающего диска 6-8^o, числом лопаток 10-12, межлопаточные каналы колеса выполняются с минимально допустимой диффузорностью за счет обеспечения максимально допустимой ширины этих каналов n на входе в колесо, что осуществляется с помощью использования углов входов лопаток 45^o.

На фиг. 1 представлено меридиональное сечение рабочего колеса предложенной конструкции, а на фиг.2 изображен вид на колесо А-А в плоскости вращения.

Предлагаемое рабочее колесо содержит рабочие лопатки 1, покрывающий диск 2, ведущий диск 3.

На приведенных фиг.1 и 2 показаны входной и выходной диаметры лопаток D₁ и D₂ , ширина колеса на выходе В₂, угол наклона покрывающего диска γ, входной и выходной углы наклона лопаток β₁ и β₂, радиус средней линии лопатки и радиус центров R_л и R_о, ширина межлопаточного канала на входе в колесо n.

При работе нагнетателя газ поступает в межлопаточный канал колеса, образованный лопатками 1, ведущим и покрывающим дисками 3 и 2, и далее в безлопаточный диффузор и боковую сборную камеру.

Указанная конструкция колеса позволяет существенно уменьшить градиент относительных скоростей у тыльной стороны лопатки, вследствие чего кпд колеса увеличивается на 1-2%, а максимальный кпд нагнетателя с безлопаточным диффузором и боковой сборной камерой достигает величин 0,84-0,86.

Формула изобретения

Рабочее колесо центробежного нагнетателя, включающего в себя следующие за колесом безлопаточный диффузор и боковую сборную камеру, с радиальным расположением лопаток, очерчиваемых одним радиусом, покрывающим диском, осевым входом потока, углами выхода лопаток 30^o, относительной шириной на выходе 0,055-0,065, относительным входным диаметром по концам лопаток 0,5, углами наклона покрывающего диска 6-8^o, числом лопаток 10-12, отличающееся тем, что межлопаточные каналы выполняются с минимально допустимой диффузорностью за счет обеспечения максимально допустимой ширины этих каналов на входе в колесо, что осуществляется с помощью использования угла входа лопаток 4-5^o

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2